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随着现代工艺的发展,各种功能薄膜越来越多地运用到了各个领域当中。作为现在较为先进的磁控溅射更是以其在所需温度低、镀膜重复性好、操作简便、膜层的附着性好、引入的杂质少、莫得厚度可控等诸多优点,备受青睐,并被广泛应用。但是,磁控溅射镀膜工艺一直要高度依赖镀膜工艺员的工艺,缺乏必要的监测手段。为了提高对磁控溅射镀膜的工艺优化,本文采用了光谱仪代替人类的肉眼对真空室中的等离子体发射光谱进行诊断,对镀膜过程中的等离子体光谱进行研究。
本文以等离子体光发射技术为基础,以光谱仪作为监测设备,开发了一套对磁控溅射发射光谱进行监测的系统,并编写了相应的界面。实现了对磁控溅射的发射光谱进行实时监测的。
通过对磁控溅射制备氧化铝时各个成分代表波长处光谱强度的监测,得到了等离子体强度随参数变化的规律曲线。
通过对预溅射阶段的光谱监测发现,铝的特征谱线在预溅射刚开始阶段,铝的特征谱线很弱;随着预溅射时间的增加,铝的特征谱线开始增加,增加的趋势由快变慢,直到最后稳定在了一个较为稳定的区域内。将从开始预溅射到铝的特征谱线达到稳定的这个过程定义为预溅射时间。通过研究发现,增加靶功率增减少预溅射的时间;压强在0.5-4Pa时,增加工作压强能减少预溅射时间;在压强大于4Pa时,增大压强会增加会增加预溅射时间。
在运用光发射技术对磁控溅射的漏气的监测中,发现此方法灵敏有效,能够及时监测出当量为0.1sccm漏气量时的漏气现象。并找到了漏气时谱线变化最为明显且没有干扰的两个波峰,波峰值分别为395.5nm和531nm。
在射频磁控溅射制备氧化铝的过程中,运用光谱仪对制备过程的光谱进行分析,制备了射频溅射下铝的谱线与氧气气体流量的关系曲线,得到了射频磁控溅射条件下的靶中毒的点。并通过此曲线,对制备氧化铝的过程进行了指导,并成功将镀膜过程控制在了工作点上,并获得了良好的氧化铝涂层。
本文以等离子体光发射技术为基础,以光谱仪作为监测设备,开发了一套对磁控溅射发射光谱进行监测的系统,并编写了相应的界面。实现了对磁控溅射的发射光谱进行实时监测的。
通过对磁控溅射制备氧化铝时各个成分代表波长处光谱强度的监测,得到了等离子体强度随参数变化的规律曲线。
通过对预溅射阶段的光谱监测发现,铝的特征谱线在预溅射刚开始阶段,铝的特征谱线很弱;随着预溅射时间的增加,铝的特征谱线开始增加,增加的趋势由快变慢,直到最后稳定在了一个较为稳定的区域内。将从开始预溅射到铝的特征谱线达到稳定的这个过程定义为预溅射时间。通过研究发现,增加靶功率增减少预溅射的时间;压强在0.5-4Pa时,增加工作压强能减少预溅射时间;在压强大于4Pa时,增大压强会增加会增加预溅射时间。
在运用光发射技术对磁控溅射的漏气的监测中,发现此方法灵敏有效,能够及时监测出当量为0.1sccm漏气量时的漏气现象。并找到了漏气时谱线变化最为明显且没有干扰的两个波峰,波峰值分别为395.5nm和531nm。
在射频磁控溅射制备氧化铝的过程中,运用光谱仪对制备过程的光谱进行分析,制备了射频溅射下铝的谱线与氧气气体流量的关系曲线,得到了射频磁控溅射条件下的靶中毒的点。并通过此曲线,对制备氧化铝的过程进行了指导,并成功将镀膜过程控制在了工作点上,并获得了良好的氧化铝涂层。